Шпаргалка по "Эклогии"

1. Трофические или пищевые связи это все виды пищевых взаимодействий между видами в сообществе. Трофически связаны, например участники хищнических, паразитических и комменсалистических взаимоотношений.
2. Топические связи образуется, когда один вид использует другой для местообитания. Топические связи возникают например между деревьями и травянистыми растениями поселяющимися на них (эпифитами), например лианами, орхидеями.
3. Фабрические связи возникают, когда один вид использует части другого для строительства (фабрикации) убежища, гнезда. Например, ворона, строя гнездо из веток тополя,  вступает с последним в фабрическую связь.
4. Форическими (от латинского форезия – распространение) связи, когда один организм способствует распространению другого. Цепкие семена репешка способные зацепляться за волосяной покров зайца позволяют этому растению вступать с зайцем в форическую связь.

Живые организмы в биоценозах связаны  множеством разнообразных связей, которые  принято разделять на четыре группы:

Сообщество животных и растений, то есть биоценоз находится в неразрывной  связи с биотопом. Эта связь  была подчеркнута русским ученым Владимиром Николаевичем Сукачевым в 1940 году в его учении о биогеоценозах.

Биогеоценоз это длительно самоподдерживающаяся динамичная система функционально связанных организмов и абиотической среды, характеризующаяся определенным типом обмена веществ, энергии и информации. Границей биогеоценоза является граница растительного сообщества то есть фитоценоза который он занимает. Иногда биогеоценозом называют совокупность биоценоза и биотопа: биогеоценоз = биоценоз + биотоп.

28. Пищевые цепи и сети в экосистемах и их устойчивость

В экологических системах осуществляется не только круговорот вещества. Через  них проходит постоянный поток энергии, и происходят превращения одних  видов энергии в другие. Перенос  энергии пищи от ее источника растений через ряд организмов, происходящий путем последовательного поедания одних видов другими, называется пищевой или трофической цепью.

Различают два типа пищевых цепей.  Пастбищные пищевые цепи начинаются с продуцента, то есть с зеленого растения. Например пастбищной является такая цепь: дуб – зеленая дубовая листовертка – большая синица – ястреб перепелятник.

Если пищевая цепь начинается с  мертвого органического вещества, она  называется детритной. Примером такой цепи является следующая: опад листьев – дождевой червь – крот – лисица.

Пищевая цепь заканчивается организмом которого, как правило, никто не ест.

Один и тот же организм в экосистеме участвует во множестве пищевых  цепей. Сплетаясь вместе отдельные  пищевые цепи образуют пищевую сеть экосистемы или биоценоза.

Организмы в экосистемах и биоценозах участвуют во множестве пищевых  цепей. Это обеспечивает определенную устойчивость в экосистемах.

 

 

 

 

 

27. Функциональное устройство  экосистем

Экосистема или экологическая система это совокупность живых организмов и неорганических компонентов, в которых происходит круговорот веществ.

Экосистемы состоят из множества  разнообразных видов живых организмов, относящихся к разным систематическим  группам. Тем не менее, все многообразие организмов экосистемы можно разделить на три экологических группы выполняющих три функции.

Первую экологическую группу составляют продуценты. Это главным образом фотосинтезирующие организмы – зеленые растения. Главной функцией продуцентов в экосистемах является создание органического вещества из неорганического. Именно растения переводят солнечную энергию, в энергию химических связей создаваемых ими органических соединений.

Вторую функциональную группу составляют редуценты. Это организмы утилизаторы, которые осуществляют разложение сложных органических соединений до простых неорганических. Их экологической функцией является возврат изъятых из неорганического компонента элементов и переведенных  в состав органического вещества обратно в неживую природу. Редуценты это бактерии, грибы, некоторые простейшие животные. Таким образом, продуценты редуценты (одни извлекая минеральные вещества из неорганического компонента, а другие,  возвращая их обратно) осуществляют биологический круговорот элементов в экосистемах. Однако круговорот этот осуществлялся бы очень медленно без третьей функциональной группы – консументов или потребителей. Их главной функцией в экосистемах является ускорение биологического круговорота, более оперативный возврат в неживой компонент элементов извлеченных живыми организмами. Консументами в экосистемах являются  растительноядные и плотоядные животные.

29. Трофические уровни  организмов в экосистемах

Место каждого организма, отдельное  звено цепи питания называют трофическим уровнем. Один и тот же организм может занимать в разных цепях разные уровни.

В пастбищных пищевых цепях первый трофический уровень занимают продуценты, то есть растения.

Второй трофический уровень  занимают консументы 1-го порядка –  травоядные или фитофаги.

Третий трофический уровень  принадлежит консументам 2-го порядка или хищникам.

Наконец четвертый трофический  уровень занимают консументы 3-го порядка (консументы высших порядков) или суперхищники (хищники, питающиеся хищниками). 

В процессе перехода с одного трофического уровня на другой часть энергии неизбежно теряется, рассеивается. Согласно правилу Линдемана на следующий уровень переходит не более 10% энергии зафиксированной на предыдущем трофическом уровне (обычно еще меньше). Поэтому пищевые цепи не могут быть очень длинными и как правило их длина ограничивается тремя – четырьмя звеньями.

30. Экологические ниши

Положение вида в экосистеме, комплекс его биоценотических связей и  требований к абиотическим факторам среды называется экологической  нишей.

Принято различать фундаментальную  и реализованную экологическую нишу.

X- инфузории (1 вид), О – инфузории (2 вид)

Ф– фундаментал.ниша, Р- реализованная

 
 Фундаментальная ниша – это мах  гиперобъем.

Реализованная ниша – это действительно  освоенная часть фундаментальной, с учетом абиотических ограничений (конкуренции, хищничества, паразитизма).

Сужение фундаментальной экологической  ниши называют специализацией.

Специализированные виды хорошо используют ресурсы среды, но мало пластичны  и хуже адаптируются к изменяющимся условиям, поэтому в нестабильных меняющихся условиях экосистемах лучше всего неспециализированным видам, а в стабильных – наоборот.

По правилу конкурентного исключения Гаузе на может существовать 2 вида, у которых совершенно одинаковые требования к условиям существования 

или полностью совпадающие экологические ниши.

32.Расхождение экологических  ниш.

Конкурентные отношения играют чрезвычайно важную роль в формировании видового состава и регуляции  численности видов в сообществе.

Ясно, что сильная конкуренция  может обнаруживаться только между  видами, занимающими сходные экологические ниши. Понятие «экологическая ниша» отражает не столько физическое положение вида в экосистеме, сколько функциональное, характеризующее специализацию («профессию») данных организмов в природе. Поэтому суровая конкуренция может происходить только между родственными видами.

Экологам известно, что организмы, ведущие похожий образ жизни, обладающие сходным строением, не обитают  в одних и тех же местах. А  если и живут рядом, то используют разные ресурсы и активны в  разное время. Их экологические ниши как бы расходятся во времени или в пространстве.

Расхождение экологических ниш  при совместном обитании родственных  видов хорошо иллюстрирует пример с  двумя видами морских рыбоядных  птиц ? большим и длинноносым бакланами, которые обычно кормятся в одних и тех же водах и гнездятся по соседству. Удалось выяснить, что состав пищи этих птиц существенно различается: длинноносый баклан ловит рыбу, плавающую в верхних слоях воды, тогда как большой баклан добывает ее в основном у дна, где преобладают камбалы, донные беспозвоночные, например креветки.

Конкуренция оказывает огромное влияние  на распределение близкородственных  видов, хотя зачастую об этом свидетельствуют  лишь косвенные данные. Виды с очень  сходными потребностями обитают  обычно в разных географических областях или разных местообитаниях в одной и той же области. Либо они избегают конкуренции каким-то иным образом, например, благодаря различиям в пище или различиям в суточной, а то и в сезонной активности.

Экологическое действие естественного отбора, видимо, направлено на исключение или предотвращение продолжительной конфронтации видов со сходным образом жизни. Экологическое разобщение близкородственных видов закрепляется в ходе эволюции. В Центральной Европе, например, существует пять близких видов синиц, изоляция которых друг от друга обусловлена различиями в местообитаниях, иногда в местах кормежки и размерах добычи. Экологические различия отражаются и в ряде небольших деталей внешнего строения, в частности в изменениях длины и толщины клюва. Изменения строения организмов, сопровождающие процессы расхождения их экологических ниш, позволяют говорить о том, что межвидовая конкуренция является одним из важнейших факторов эволюционных преобразований.

 

 

 

 

 

 

 

31.Перекрывание экологических ниш. Принцип Гаузе.

Нередко бывает, что размеры особей двух разных видов в местах совместного их обитания хорошо различаются, однако в сходных местообитаниях, занятых только одним из этих видов, наблюдаются средние между ними размеры. Это как раз тот случай, на котором можно легко и наглядно рассмотреть результат перекрывания экологических ниш. Именно так происходит постепенное расхождение животных в более узкие экологические ниши и эволюционная дивергенция (расхождение признаков) у близких видов.

Суть принципа конкурентного исключения, также известного как принцип Гаузе , состоит в том, что каждый вид имеет свою собственную экологическую нишу. Никакие два разных вида не могут занять одну и ту же экологическую нишу. Сформулированный таким образом принцип Гаузе подвергался критике. Например, одним из известных противоречий этому принципу является «Планктонный парадокс». Все виды живых организмов, относящихся к планктону, живут на очень ограниченном пространстве и потребляют ресурсы одного рода (главным образом солнечную энергию и морские минеральные соединения). Современный подход к проблеме разделения экологической ниши несколькими видами указывает, что в некоторых случаях два вида могут разделять одну экологическую нишу, а в некоторых такое совмещение приводит один из видов к вымиранию.

    Гаузе сформулировал принцип конкурентного исключения работая с инфузориями.    С тех пор принцип конкурентного исключения, гласящий, что «полные конкуренты не могут существовать бесконечно», стал одним из главных догматов теоретической экологии. Таким образом, если два вида сосуществуют, то между ними должно быть какое-то экологическое различие, а это означает, что каждый из них занимает свою особую нишу.

      Конкурируя с более  сильным видом, слабый конкурент утрачивает свою реализованную нишу. Таким образом, выход из конкуренции достигается расхождением требований к среде, изменению образа жизни или, другими словами, является разграничением экологических ниш видов. В этом случае они приобретают способность сосуществовать в одном биоценозе.

Принцип конкурентного исключения получил широкое признание

• из-за многочисленности подтверждающих его фактов;
• потому что интуитивно он представляется верным и
• в его пользу свидетельствуют теоретические предпосылки (модель Лотки—Вольтерры).

Однако при этом всегда будут  оставаться такие случаи, в которых его невозможно проверить. Кроме того есть случаи когда принцип Гаузе просто не применим (Бигон, 1989). Например, «Планктонный парадокс». В действительности равновесие между конкурирующими видами может неоднократно нарушаться, и преимущество будет переходить от одного вида к другому; следовательно, сосуществование возможно просто благодаря изменению условий среды.

В любой отдельный промежуток времени  условия среды могут способствовать вытеснению определенного вида, однако эти условия меняются, и еще до того, как данный вид окажется окончательно вытесненным, они могут сложиться благоприятно для его существования. Другими словами, исход конкурентных взаимодействий в равновесном состоянии может не играть решающей роли, если условия среды обычно изменяются задолго до того, как достигается равновесие. А поскольку любая среда изменчива, равновесие между конкурентами должно постоянно сдвигаться и сосуществование нередко будет наблюдаться при таком разделении ниш, при котором в стабильных условиях происходило бы исключение одного из видов.

33.Динамика экосистем.  Циклические изменения.

Сложение экосистем — динамический процесс. Существует динамика экосистем. Важно значение имеют сукцессии биоценоза и экосистем. В экосистемах постоянно происходят изменения в состоянии и жизнедеятельности их членов и соотношении популяций. Многообразные изменения, происходящие в любом сообществе, относят к двум основным типам: циклические и поступательные.